Caracteristici ale arhitecturii IBM PC
Arhitectura PC este un set de instrumente hardware și software pentru PC-uri, precum și un sistem de interacțiune care asigură funcționarea unui PC. Principala diferență dintre arhitectura IBM PC este deschiderea și modularitatea acesteia. Deschiderea este posibilitatea de a înlocui componentele individuale ale unui PC de versiunile lor mai avansate, precum și capacitatea de a conecta dispozitive noi la PC, în scopul de a extinde capacitățile sale. Toate componentele mașinii sunt proiectate sub formă de module finite. având dimensiuni standard și mijloace standard de conectare cu un computer, adică este posibil să conectați rapid și să deconectați oricare dintre ele la PC.
Compoziția calculatorului
De obicei PC-ul IBM PC este alcătuit din 3 părți (blocuri): - o unitate de sistem; - un monitor (afișaj) pentru afișarea textului și a informațiilor grafice; - O tastatură care vă permite să introduceți caractere în computer.
microprocesor
Cel mai important element al calculatorului, "creierul" acestuia, este un microprocesor. Se află pe placa de bază din interiorul unității de sistem. Un microprocesor este un microcircuit care produce toate operațiile aritmetice și logice, gestionează întregul proces de rezolvare a unei probleme în funcție de un anumit program. Nu este un accident că tipul de PC este determinat de tipul procesorului său. Microprocesorul poate efectua sute de operațiuni diferite și face acest lucru la viteza de sute de milioane de operațiuni pe secundă. Caracteristica principală a microprocesorului este viteza sa. Viteza procesorului este determinată de viteza ceasului. Un ceas este timpul în care procesorul efectuează o operație internă elementară. Frecvența ceasului este numărul de cicluri de ceas efectuate de procesor pe secundă, cu cât este mai mare viteza ceasului, cu atât este mai mare performanța (mai rapidă) și prețul microprocesorului. Frecvența ceasului este măsurată în megahertzi (MHz). Frecvența ceasului este indicată de o cifră în numele procesorului (de exemplu, Pentium 4-1200, adică un procesor Pentium 4 cu o viteză de ceas de 1200 MHz sau 1,2 GHz). Microprocesorul, ca orice computer, funcționează numai cu numere binare (0 și 1). Lungimea maximă (numărul de biți) a unui astfel de număr pe care un microprocesor o poate gestiona este adâncimea bitului. De obicei, adâncimea de biți este 8, 16, 32 (în modelele vechi) și 64 (în cele noi).
Dispozitive de memorie (de stocare)
Dispozitivele de stocare sunt proiectate pentru stocarea programelor și datelor, și sunt împărțite în mai multe tipuri: de memorie operațională (RAM), memorie cache, memorie permanentă (ROM), memorie externă (OVC). RAM (RAM) este parte integrantă a oricărui computer. Acesta este un dispozitiv de stocare cu acțiune rapidă de dimensiuni relativ mici, implementat ca un set de microcircuite. Din aceasta, procesorul primește programe și date de intrare pentru procesare, în care scrie rezultatele. Astfel, memoria RAM servește la procesarea programului la un moment dat. Memoria se numește operațională. funcționează foarte rapid, astfel încât procesorul nu trebuie să aștepte în timp ce citește date din memorie și, de asemenea, atunci când scrie în memorie. Dar memoria RAM asigură stocarea informațiilor numai în timpul sesiunii PC-ului. După oprirea din rețea, datele stocate în memorie sunt pierdute irevocabil! (Deseori, denumirea RAM este folosită pentru desemnarea RAM - memorie cu acces aleator, adică memorie cu acces aleator). Cantitatea de memorie din memoria RAM modernă poate ajunge până la 4 GB. Timpul de prelevare a datelor din memoria RAM este considerat normal 70 nanosecunde (ns). Memoria cache - numele "cache" vine de la limba engleză. - cache, ceea ce înseamnă "cache". Datele stocate în memoria cache nu sunt disponibile pentru aplicațiile software. O memorie cache este o memorie cache cu volum mic care stochează cele mai frecvent utilizate porțiuni ale memoriei RAM. Astfel, accelerează executarea operațiilor în memoria PC-ului. Ideea principală a operației cache este că instrucțiunile de date sau de program extrase din memoria RAM sunt copiate în memoria cache. În cazul în care datele sunt necesare din nou, nu va trebui să pierdeți timp pe un apel la memorie - din memoria cache pentru a prelua date mult mai rapid (timp de eșantionare - 15-20 ns). Memoria cache poate conține până la trei nivele și poate avea o capacitate de până la 2 MB sau mai mare. Cache-ul primar care (cea mai rapidă) este integrat direct în procesor, iar secundar este montat pe placa de sistem (mai puțin rapid, dar mai mult volum cache). Memorie permanentă (ROM) - aceasta este o parte a memoriei, disponibilă numai pentru citirea datelor și a programelor, "conectată" la ea atunci când se fabrică un PC. ROM-ul este implementat ca un cip separat, conține o parte din sistemul de operare, programul de boot - sistemul de intrare / ieșire de bază (BIOS). BIOS-ul asigură faptul că PC-ul este pornit și testat. Aceste date nu pot fi modificate, ele pot fi citite. (Memorie ROM read-only, memorie numai pentru citire). Memoria permanentă nu este ștersă când computerul este oprit. Busul de sistem este un set de canale de comunicare prin cablu care conectează diferite componente ale plăcii de bază (este integrat structural cu placa). Diferitele plăci de bază utilizează diferite tipuri de autobuze: ISA (depășite), VESA, PCI și una dintre cele mai noi anvelope GPL. O magistrală este o coloană vertebrală a sistemului pentru transferul datelor de la dispozitiv la dispozitiv. Cu cât frecvența bus-ului este mai mare - cu atât mai multe date sunt alimentate pe unitatea de timp către procesor. Toate dispozitivele interacționează cu procesorul și memoria RAM utilizând o magistrală. Porturi - conectori, prin care dispozitivele periferice sunt conectate la unitatea de sistem. Porturile de uz general sunt de două tipuri: paralele (LPT1 - LPT4) - tipic 25 pini și serial (COM1 - COM3) - în mod normal nouă contacte, dar este posibil și 25. Porturile paralele efectua de intrare și de ieșire de date la o viteză mai mare decât secvențial, dar necesită mai multe unități. De exemplu, o imprimantă este conectată la o imprimantă paralelă, iar un mouse este conectat la o imprimantă serială. Porturile care furnizează dispozitive de comunicații fără fir sunt denumite în infraroșu. Cel mai popular tip de porturi este USB. Vă permite să conectați până la 256 de dispozitive. Memoria externă (VCU) este un loc pentru stocarea pe termen lung a datelor care nu sunt utilizate în prezent în memoria RAM a computerului. RAM, spre deosebire de memoria RAM, nu este volatilă, adică informațiile sunt stocate indiferent dacă computerul rulează sau nu. Pentru a lucra cu memoria externă, este necesar să aveți o unitate (un dispozitiv care să asigure înregistrarea, citirea informațiilor) și un dispozitiv de stocare - un operator de transport. Principalele tipuri de unități: - unitățile pe dischete (dischete) (depășite); - acționează pe discuri magnetice dure (HDD); - unități CD-ROM, DVD. Acestea corespund principalelor tipuri de medii: - Discuri magnetice flexibile (Floppy Disk) (învechite); Unități hard disk (hard disk); - CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW. Discuri magnetice flexibile (dischete) - utilizate ca memorie externă și destinate schimbului de informații între computere, pentru stocarea datelor în afara computerului. A avut o dimensiune de 3.5 „(inch) (1 inch = 2,54 cm, adică floppy disk dimensiune 89 mm), capacitatea de 1.44 MB. Scop: schimbul de informații între calculatoare, păstrarea datelor în afara computerului. Dezavantaje: fiabilitate scăzută, durată de viață scurtă, viteză minimă de acces la date, sensibilitate la câmpuri magnetice. Unități de hard disk (HDD sau NMD) sunt OVC în care purtătorul de informații este non-amovibile discuri magnetice dure încorporate în pachet.Scop: pe termen lung (permanent) stocarea informațiilor utilizate atunci când se lucrează cu PC - sisteme, scoici, programe de instrumente etc. Winchester este instalat în unitatea de sistem carcasa de operare și către exterior este o cutie închisă ermetic, în interiorul căruia sunt discuri, magnetice citire-scriere cap .. , mecanisme pentru discuri rotative și capete în mișcare. Dacă un hard disk nu reușește, datele stocate în acesta sunt pierdute irevocabil. Capacitatea NMD este principala sa caracteristică. Modelele moderne de PC-uri au un hard disk cu o capacitate de până la 500 GB sau mai mult. Viteza de citire a datelor este de 10-15 MB / s. Flash card (flash - memorie) - Un dispozitiv HDD, pentru stocarea pe termen lung a suprascrise în mod repetat. Implementat pe chips-uri de memorie (adică, la fel ca RAM).
Avantaje: rezistență la șocuri, putere redusă, fiabilitate în funcționare, dimensiuni reduse, lipsa pieselor mecanice și mobile. Capacitate memorie: până la 16 GB sau mai mult. Acționează pe discuri magnetice greu detașabile - scop: backup și transport de informații. Avantaje: capacitate mare de disc. Unități pentru lucrul cu discul laser - aceste sisteme servesc la citirea informațiilor de pe CD-uri de diferite tipuri. În timpul funcționării, discul laser nu se strică ca o dischetă, astfel încât să asigure o fiabilitate sporită a stocării informațiilor pe disc și o durată lungă de viață a discului. Capacitatea este de 650-700 MB. Pentru a păstra informațiile pe discuri CD-ROM, acestea trebuie protejate împotriva contaminării. Tipuri de CD-uri:
- CD-ROM (disc compact - memorie numai pentru citire) - memoria este citită numai pe CD-ROM. Arserea pe CD se face numai în condiții de producție și este posibilă numai o singură dată, este posibilă citirea informațiilor de nenumărate ori. Cantitatea de memorie este de obicei de 680 MB. Viteză de citire de până la 7500 Kb / s.
- Discurile CD-R - înregistrarea pe aceasta este posibilă o singură dată, este realizată de utilizator cu ajutorul unei unități de înregistrare.
- Discuri CD-RW - oferă posibilitatea de a suprascrie în mod repetat informații pe un disc (până la 1000 de cicluri) de către un utilizator care utilizează o unitate de înregistrare specială. Viteza citirii datelor este mult mai scăzută decât cea a CD-urilor convenționale și CD-R.
- Discurile DVD sunt așa-numitele discuri digitale. Diferența principală față de alte unități este o densitate mai mare de înregistrare a informațiilor. Se crede că densitatea discurilor DVD este de aproximativ 4,7 GB, dar poate ajunge la 17 GB. În plus, sunt utilizate două laturi ale discului, iar pe fiecare parte informațiile pot fi stocate în două straturi, astfel încât un disc poate avea patru zone de lucru. Există discuri: DVD-R - numai pentru citire și DVD-RW - pentru citire și scriere.
periferice
Imprimante: - Imprimante matrice. Imprimanta matrice are un cap de imprimare cu ace subțiri (de obicei 9 sau 24). Hârtia este trasă de arbore, iar panglica de cerneală se află între hârtie și capul imprimantei. Capul se mișcă de la stânga la dreapta pe o foaie de hârtie. Acele sunt împinse înainte de electromagneți, lovesc panglica de cerneală și lasă urme pe hârtie. Poți, folosind o copie carbon, să primești mai multe copii ale documentului la un moment dat.
Dezavantaje: calitate medie a imprimării (mai ales rău cu imagini), o culoare, nivel ridicat de zgomot la locul de muncă, viteză suficientă de lucru.
Avantaje: ieftine atât imprimantele cât și consumabilele pentru ele (hârtie, panglică, copie). Imprimantele matrice pot lucra cu orice tip de hârtie. În prezent, imprimantele matrice pot fi utilizate în case de marcat etc. - Imprimante cu jet de cerneală. În imprimantele cu jet de cerneală, imaginea este formată din picături microscopice de cerneală specială care zboară spre hârtie prin orificiile mici ale duzei. Imaginea colorată este formată prin suprapunerea celor patru culori primare (cyan, magenta, galben, negru). Calitatea imprimării depinde de numărul de duze din capul de imprimare - cu cât sunt mai multe, cu atât este mai mare calitatea. De mare importanță este calitatea și grosimea hârtiei. Pentru imprimantele cu jet de cerneală se fabrică hârtie specială, însă puteți imprima și pe hârtie groasă obișnuită. În unele imprimante, încălzirea cu hârtie este utilizată pentru a usca rapid cerneala. Rezoluția imprimantelor cu jet de cerneală la imprimarea graficelor este de la 300 x 300 până la 720 x 720 dpi (puncte per inch - puncte pe inch).
Avantaje: În comparație cu imprimantele dot-matrix, această metodă de tipărire oferă o calitate mai bună a imprimării și o productivitate mai mare. Convenabil pentru implementarea imprimării color. Nivelul de zgomot este mult mai mic decât imprimantele cu ace, deoarece sursa sa este numai motorul care controlează mișcarea capului de imprimare. Imprimantele în sine sunt destul de ieftine.
Dezavantaje: cerința pentru hârtie, costul ridicat al consumabilelor, posibilitatea de uscare a cernelei în interiorul duzei, ceea ce duce la necesitatea înlocuirii capului de imprimare. Abilitatea de a bloca imaginea atunci când se produce umiditate pe un document tipărit pe o imprimantă cu jet de cerneală. - Imprimante laser. Oferiți în prezent cea mai bună calitate a imprimării. Imprimantele laser utilizează un fascicul laser controlat de un computer. Imprimanta are o rolă acoperită cu un material semiconductor care este electrificat de lumina laser. Fasciculul este condus cu ajutorul unei oglinzi rotative la locul rolei, unde ar trebui să fie imaginea. Acest loc este electrificat și "mici" particule de vopsea uscată "stick" la el, care este în recipientul de sub rolă. După aceea, cilindrul este rulat pe o foaie de hârtie, iar cerneala trece pe hârtie. Pentru a fixa o pulbere de colorare pe hârtie, aceasta este trecută prin elementul de încălzire - cilindrul, ceea ce duce la sinterizarea vopselei. Principalele caracteristici ale imprimantelor laser includ: rezoluție, dpi (puncte per inch - puncte pe inch); performanță (pagini pe minut); formatul hârtiei utilizate; cantitatea de memorie RAM nativă. Costul unei imprimante laser color este mult mai mare decât alb-negru. Imprimantele laser cu capacități medii imprimă 4-8 pagini pe minut, printurile de înaltă performanță pot tipări până la 20 de pagini sau mai mult pe minut. Imprimarea graficelor complexe durează mai mult. Rezoluția verticală corespunde pasului cilindrului și este de 1/300 până la 1/600 țoli. Rezoluția orizontală este determinată de precizia ghidării fasciculului laser și de numărul de puncte pe linie și este de 1/300 până la 1/1200 țoli. Cantitatea minimă de memorie pentru o imprimantă laser este de cel puțin 1 MB. Imprimantele color necesită mai multă memorie.
Dispozitive care execută simultan atât funcțiile de intrare cât și cele de ieșire